【文章內(nèi)容簡介】 10 射機(jī)的注射壓力為 121 MPa。因此我們可得所選的注射機(jī)滿足制件的要求。 較核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，在模具型腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，力圖使模具沿分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。這個(gè)力應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力F。否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而產(chǎn)生溢邊跑料的現(xiàn)象。 型腔內(nèi)的塑料熔體的推力 T 推 （ N）可按下式計(jì)算 T 推 ＝ A P 平均 ≤ A kp0 式中 T 推 —— 型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機(jī)軸 向的推力 N； A――塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 mm2； P 平均 ――型腔（及流道）內(nèi)塑料熔體的平均壓力， MPa；（中小型制件一般取 20～ 40 Mpa）；取 30 Mpa； P0 ――注射壓力， MPa k――壓力損耗系數(shù)，隨塑料的品種、注射機(jī)的形式、噴嘴的阻力、流道阻力等因素變化，取值范圍為 1/3～ 2/3。 經(jīng)計(jì)算塑件和流道系統(tǒng)的投影面積約為 50000 mm2 F0＝ 50000 30=1500000N=150 104N≤ 450 104N（合模力） 因此，我們可得所選的注射機(jī)滿足制件成型的要求。 行程的校核 開模行程與塑件推出距離的校核取出制件所需的開模距離，必須小于注塑機(jī)的最大開模距離。塑 件的總厚度約為 65mm 左右，頂出距離最大為 20mm 左右即可，加上模具的總厚度 526 ㎜，而注塑機(jī)的最大開模行程為 700 mm，該模具又為熱流道（無凝料）。所以， 開模行程與塑件推出距離相匹配。 11 第二章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的選定 澆注系統(tǒng)是 引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，它具有傳質(zhì)﹑傳壓﹑和傳熱的功能，對制品質(zhì)量影響很大 。它的設(shè)計(jì)合理與否，直接影響著模具的整體結(jié)構(gòu)及其工 藝操作的難易。 傳統(tǒng)的冷流道模具，熔融的塑料原料在被注入型腔前就已在流道中降溫，致使其粘度增高，流動(dòng)性降低，導(dǎo)致注塑壓力較大，增大了產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力，從而出現(xiàn)產(chǎn)品變形、表面性能和力學(xué)性能降低等方面的問題。而熱流道模具具有改善產(chǎn)品質(zhì)量 、 節(jié)省塑料原材料能 、節(jié)約能源、 提高生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)。并且隨著科技的不斷進(jìn)步，熱流道模具將越來越廣泛地應(yīng)用在塑料模具行業(yè)當(dāng)中。因此我們采用熱流道模具。 流道的設(shè)計(jì)與定位圈的設(shè)計(jì) 主流道設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo) 入分流道或型腔中。此模具為一模一件，且主流道直接開在塑件幾何中心，但由于它兩邊對稱，我們另開分流道。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動(dòng)和流道的清理。 主流道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： 1） 主流道通常設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角 2～ 4 度，對流動(dòng)性較差的塑料可取 3～ 6 度，以便于凝料從主流道中拔出。內(nèi)壁表面粗糙度應(yīng)在 m 以下，拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行。在這里我們采用 2度。 2） 為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應(yīng)制成半球形凹坑，其半徑 R2=R1+（ 1～ 2） mm，其小端直徑 d1=d2+（ ～ 1） mm。凹坑深 取 h=3～ 5mm。根據(jù)我們所選注射機(jī)的型號我們?nèi)?R2=20 ㎜， d1= ㎜， h=3 ㎜。 12 3） 為減小料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力，主流道大端呈圓角過渡，其圓角半徑 r=1～ 3mm。 4） 在保證塑料良好成型的前提下，主流道 L 應(yīng)盡量短，否則將增多流道凝料，且增加壓力損失，使塑件降溫過多而影響注射成型。通常主流道長度由模板厚度確定，一般取 L≤ 60mm。 其 三維圖及 二維圖如 圖 21， 22； 圖 21 13 圖 22 定位環(huán)的設(shè)計(jì) 定位圈根據(jù)所選注射機(jī) 確定出大端外徑 D=150mm，且安裝后大端要高出定模端面 H=5～ 10mm，這里 H=7mm，起定位作用。 熱流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆口位置需根據(jù)塑件的幾何形狀﹑結(jié)構(gòu)特征﹑技術(shù)和質(zhì)量要求及塑件的流動(dòng)性能等因素綜合加以考慮。根據(jù)這個(gè)塑件本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將其定在塑件兩邊中心的位置上。 熔體在高溫時(shí)的比熔較固體時(shí)高，而且隨熔體的溫度而變化。澆道內(nèi)的靜壓力因塑料品種而異，此值可用斯賓塞方程計(jì)算。 即：（ P1+P2）（ Vω） =R’ T 因此 ω??? 2139。PTRV P 式中 P1———— 熔體在澆道中所首的外部壓力，取 P1=121 Mpa； P2—— 熔體的內(nèi)壓，查表得 P2= MPa； V—— 熔體在澆到中的比容 cm3/g； 14 ω —— 熔 體 在 絕 對 溫 度 為 零 度 時(shí) 的 比 容 ， 查 表 得ω =； R’ —— 修正的氣體常數(shù)，查表得 R’ = Mpa cm3/(gk)； T—— 熔體的絕對溫度 220+273=493K； 將以上各參數(shù)代入上式得： gcm / 3＝?? ?? 取注射時(shí)間為 3S,塑料制件 質(zhì)量 W為 415 = 其容積流率 為 scmt WVQ / 3＝???? 主流道容積流率 scm / 3??主 分流道容積流率和澆口容積流率 scmQ / 3???澆分 主流道直徑 mmQD 3 ??? 主主 分流道直徑 mmQD 3 ??? 分分 點(diǎn)澆口直徑 mmQD 24 6 3 ??? 澆澆 流道板的加熱形式 熱流道板的加熱采用外加熱形式。流道板內(nèi)安裝加熱棒對整個(gè)流道板（包括流道）進(jìn)行加熱，其 三維圖及二維圖如圖 23， 24 所示，具體尺寸見零件圖： 圖 23 15 圖 24 采用外加熱方法，流道內(nèi)熔體流動(dòng)路徑是無障礙物的圓形截面 ，熔體在流道內(nèi)流動(dòng)順暢，很少有殘留物，調(diào)換不同顏色的塑料時(shí)，只需將其中熔料全部置換既可，停機(jī)后再啟動(dòng)時(shí)不需要清理流道中的凝料，只需控制加熱器的開關(guān)既可。但是，由于熱流道板的溫度高，應(yīng)采取與模具其它部分隔熱的措施，如利用空氣隙進(jìn)行隔熱等 。在熱流道板與模板之間用墊塊支撐，可以減少接觸面積，減少傳熱量，但接觸面積上所受的壓力卻因之增大。所以必須使用高強(qiáng)度的材料，如不銹鋼或高鉻鋼，因?yàn)樗臒醾鲗?dǎo)率低，而且強(qiáng)度高。注意空氣隙的距離應(yīng)不小于 8 mm。 由于熱流道板的溫度在 200℃～ 300℃之間，熱流道板表面為鋼的氧化表面。熱輻射率 α =，升溫時(shí)間 T為 1h，熱效率 ρ 為 ，并且留有的 10%余熱，則熱流道板所需的加熱功率 P計(jì)算式為： ? ? 320 ??????? ???????????? ???? ? ??? ? tbAttP 熱流道板的表面為： ? ? 2321 104829010010060290602 cmAAAA ??????? ??? 16 熱流道板的總質(zhì)量： KgW 6 ?????? ? 熱流道板要求的溫度℃： ℃220?t 熱流道板升高的溫度 ： ℃2 0 0202 2 0 ????t 模具溫度為： 80℃ 則熱流道板與定模邊各板的溫度差 ℃14080220 ?????t 不銹鋼支撐物接觸面積： cmcmb 21 ?? ?厚度 4個(gè) cmcmb 22 ?? ?厚度 1個(gè) 支撐物的熱導(dǎo)率為 ? ?℃?? cmW /1 6 2 ? 則代入公式得 ? ?WP ???????? ???????? ?????????? ??? 計(jì)算結(jié)果功率 P為 ，在維持正常生產(chǎn)時(shí)，所需功率應(yīng)為熱流道板輻射、對流、傳導(dǎo)損失之和，經(jīng)計(jì)算其值為，為啟動(dòng)功率的 。 熱流道板的維持溫度設(shè)定應(yīng)比注射機(jī)的機(jī)筒溫度稍高一些。 采用高密度加熱棒，共 4根，長 290㎜，直徑為 16㎜，加熱棒的最高功率密度小于 15W/cm2，加熱棒的總功率為： Wp 2 ?? ????? 由于熱流道板加熱溫度為 220℃ ，定模型腔板的溫度為 80℃ ，兩板的溫度相差很大，為 140℃ ，熱流道板的熱膨脹必然會(huì)使噴嘴前端產(chǎn)生橫向位移，引起它們與各型腔澆口中心線的偏心，設(shè)計(jì)和裝配時(shí)必須預(yù)先考慮這一問題，以防止熔融物料泄露和流動(dòng)不暢，并采取能使?jié)部诒３终_的固定方 17 式。 （ 1）熱流道板線膨脹量按下式計(jì)算： 線膨脹量 LT ????? ? 式中： ?? —— 鋼 的線脹系數(shù)， T? —— 熱流道板與模具的溫差，這里熱流道板的溫度為 220，模具溫度為 80，故 ； L —— 主澆口中心線至熱流道噴嘴中心線的垂直距離，此處L=108 mm。 將上面各數(shù)代入（ 4）公式中，得：線膨脹量mmmm 1 6 0 01 4 5 ????? ? ℃ （ 2）熱流道板線膨脹量的處置措施： 在設(shè)計(jì)和加工時(shí)，將裝配圖中的熱流道板與定模型腔板中兩噴嘴對接的分流道中心線長度不應(yīng)相等，其差值為 ，設(shè)計(jì)在熱流道板兩分流道中 心線方向上，向主流道一側(cè)分別偏置 的位置。成型生產(chǎn)中，當(dāng)熱流道板達(dá)到工作溫度時(shí)，尺寸膨脹，熱流道板與定模型腔板產(chǎn)生相對滑移，使熱流道板中分流道中心線與定模型腔中兩噴嘴的中心線剛好對齊。 熱 噴嘴是熱流道系統(tǒng)最末端的部分，它與型腔直接相連，連接處稱為澆口。采用上海文莎電氣系統(tǒng)有限公司的，開放式噴嘴。如圖 25所示 18 圖 25 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣是注射模設(shè)計(jì)不可忽視的問題。在注射模成型中。，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠Ｍ瑫r(shí)氣體壓縮 產(chǎn)生的熱量能使塑料燒焦。 排氣的形式有兩種，通常是利用模具零件間的配合間隙及分型面之間的間隙進(jìn)行排氣，在必要時(shí)可特采用排氣槽排氣。本模具的設(shè)計(jì)中，因?yàn)槌朔中兔孢€有推桿可以很好的排氣，而且塑件的厚度還比較均勻，所以不必另開排氣槽來排氣。 出線槽寬25+018 ? 出線槽寬 19 第三章 成型零部件尺寸的設(shè)計(jì)及校核 塑件精度及影響因素 模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長和寬），型腔或型芯的深度或高度尺寸，中心距尺寸等。在設(shè)計(jì)模具時(shí)必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定 零件的相應(yīng)尺寸和精度要求，一般來說工業(yè)配件、電子電器產(chǎn)品塑件的尺寸精度要求較高。就同一塑件來說，塑件上各個(gè)尺寸精度要求也有很大的差別，在使用和安裝過程中，一配合要求的尺寸，其精度要求較高應(yīng)作詳細(xì)計(jì)算。影響塑件尺寸精度的因素較為復(fù)雜，主要有以下幾個(gè)方面。 型腔和型芯 初始三維圖如下： 圖 31 20 圖 32 成型零件的制造公差，顯然成型零件的精度越低，所生產(chǎn)塑件的尺寸或形狀精度也越低； 設(shè)計(jì)磨具時(shí)所估計(jì)的塑件收縮率與實(shí)際收縮率的差異和生產(chǎn)制品時(shí)收縮率的波動(dòng)； 型腔在使用過程中不斷磨損，使得同一模具在新的時(shí)候和用舊磨損以后所生產(chǎn)的制件尺寸各不相同； 模具可動(dòng)成型零件配合間隙變化值。 成型零部件尺寸的計(jì)算 根據(jù)該垃圾桶底座與桶身的配合關(guān)系，我們分析得出該塑件的尺寸精度要求不高，除了內(nèi)表面的上端部分及與腳踏板的配合部分。另外，其它加強(qiáng)筋部位尺寸精度要求不高，且這些部位都是位于垃圾桶的底端或內(nèi)側(cè)，是一般用戶所看不到的。所以在這里采用平均值法計(jì)算，簡單方便。 其計(jì)算公式如下： zcpssm SLLL?